Вікіпедія

Літій-титанатний акумулятор

Літій-титанатна або літій-титан-оксидна (LTO) батарея — це різновид літій-іонного акумулятора, в якому анод виготовлений з пентатитанату літію (Li4Ti5O12), на відміну від класичного літій-іонного акумулятора, в якому анод виготовлений з графіту. Його перевагою є менший час заряджання[1], в порівнянні з іншими літій-іонний акумуляторами, а недоліком — набагато нижча щільність енергії.

Літій-титанатний акумулятор
Питома енергія60–110 Вт-год/кг
Густина енергії177 Вт-год/л (1200 кДж/л)
Стійкість циклу6000–+10000 циклів

Використання

ред.

Титанатні батареї використовуються лише в деяких японських версіях електромобіля Mitsubishi i-MiEV[2], а також в електробайках Honda EV-neo та Fit EV.[3][4] Вони також використовуються в концептуальному електробусі Tosa. Завдяки високому рівню безпеки й можливостям перезарядки батареї LTO використовуються в автомобільних аудіосистемах, а також у мобільних медичних пристроях.[5]

Акумулятор LTO також використовується в S-Pen, який постачається разом із Samsung Galaxy Note 20 Ultra 5G.[6]

Згідно зі статтею Weatherflow Co,[7] метеостанція Tempest містить батарею LTO ємністю 1300 мАг, яка заряджається через чотири сонячні панелі, що вимагає «принаймні 4 години достатнього сонячного світла кожні два тижні»[джерело?].

Описується, що термометр із прогнозуванням горіння використовує батарею LTO. За даними Combustion Inc, це дозволяє йому безпечно витримувати температуру до 105 °C (221 °F) всередині печей.[8]

Хімія

ред.

Літій-титанатна батарея — це модифікована літій-іонна батарея, яка використовує нанокристали літій-титанату замість вуглецю на поверхні свого анода. Це дає площу поверхні анода приблизно 100 квадратних метрів на грам, у порівнянні з 3 квадратними метрами на грам для вуглецю, що дозволяє електронам швидко входити та залишати анод. Крім того, окисно-відновний потенціал інтеркаляції Li+ в оксиди титану є більш позитивним, ніж потенціал інтеркаляції Li+ в графіт. Це призводить до того, що швидка зарядка (вищий зарядний струм) є набагато безпечнішою у випадку титанату, ніж у випадку вуглецю, оскільки в першому випадку дендрити літію менш імовірні.[9] Літій-титанатні елементи витримують від 3000 до 7000 циклів заряду;[10] можливий життєвий цикл ~1000 циклів до досягнення 80 % ємності при зарядці та розрядці при 55 °C (131 °F), а не стандартні 25 °C (77 °F).[11]

Недоліком літій-титанатних батарей є їх менша власна напруга (2.4 V), що призводить до меншої питомої енергії (приблизно 30–110 Вт·год/кг), ніж звичайні технології літій-іонних батарей, які мають власну напругу 3,7 V.[12] Однак деякі літій-титанатні батареї мають об'ємну щільність енергії до 177 Вт/л.[джерело?]

Бренди та використання

ред.

Log9 Матеріали

ред.

Компанія Log9 працює над тим, щоб представити свою батарею тропікалізованих іонів (TiB), яка базується на літій-ферофосфатних (LFP) і літій-титан-оксидних (LTO) батареях. На відміну від LFP і LTO, більш популярна хімія NMC (нікель-марганець-кобальт) не має необхідної температурної стійкості, щоб вижити в найтепліших умовах, наприклад в Індії. LTO не тільки стійкий до температур, але й має тривалий термін служби.[13]

Altairnano

ред.

Altairnano виробляє літій-титанатні акумулятори під лінійкою «Nanosafe», в основному для акумуляторних електромобілів . Виробники транспортних засобів, які оголосили про плани використання акумуляторів Altairnano, включають Lightning Car Company, яка планує використовувати їх для Lightning GT, електричного спортивного автомобіля;[14][15] Phoenix Motorcars для використання в електричних позашляховиках;[16] і в Proterra, його легкий 35-футовий електричний автобус EcoRide BE35.[17]

Altairnano також розгорнула свої системи накопичення енергії з титанату літію для допоміжних послуг електричної мережі[18], а також для військових застосувань.[19]

Grinergy

ред.

Grinergy — південнокорейський виробник акумуляторів, заснований у 2017 році. Він пропонує технологію акумуляторів LTO комерційного та військового класу Warfighter.[20] Ґрінерджі є лауреатом інновацій CES 2023[21]

Leclanché

ред.

Leclanché — швейцарський виробник акумуляторів, заснований у 1909 році. У 2006 році вона придбала компанію Bullith AG (Німеччина) для створення виробничої лінії Li-Ion у Німеччині. У 2014 році на ринок вийшов їхній продукт «TiBox». Енергоємність TiBox становить 3,2 кВт/год з очікуваним терміном служби 15 000 циклів.[22]

Microvast

ред.

Компанія Microvast, розташована в Х'юстоні, штат Техас, виробляє літій-титанатну батарею під назвою «LpTO». У 2011 році в Чунціні, Китай, був запущений перший у світі парк автобусів із надшвидкою зарядкою. 80 Акумуляторна система LpTO кВт/год була встановлена в 37 дванадцятиметрових електробусах, які можна повністю зарядити протягом 10 хвилин за допомогою 400 зарядний пристрій кВт.[23]

З 2014 року британський виробник автобусів Wrightbus почав використовувати батареї Microvast LpTO для 1000 одиниць двоповерхових автобусів New Routemaster. An 18 Система батареї LpTO кВт/год використовується для заміни початкової літій-залізо-фосфатної батареї, оскільки батарея LFP зіткнулася зі збоєм продуктивності[джерело?].

У 2015 році вперше була запропонована європейська ZeEUS (система міського транспорту з нульовим рівнем викидів). Його шина VDL використовує 62,5 Система батарей LpTO від Microvast[24] для демонстраційного проєкту.

.Станом на 2016 рік найбільший у світі автоматизований порт, PSA TUAS, почав використовувати Microvast LpTO для 22 електричних AGV як першу фазу проєкту горизонтальних контейнерних перевезень.[25]

Samsung

ред.

S-Pen із підтримкою Bluetooth у Samsung Galaxy Note 10 і 10+ містить літій-титанатну батарею, яка працює в режимі очікування десять годин.[26]

Seiko

ред.

Seiko використовує літій-титанатні батареї у своїх наручних годинниках Kinetic (автоматичних кварцових). У попередніх годинниках Kinetic для зберігання енергії використовувався конденсатор, але батарея забезпечує більшу ємність і довший термін служби. Технік може легко замінити батарею, коли її ємність зрештою знизиться до неприйнятного рівня.[27]

Toshiba

ред.

Toshiba випустила літій-титанатний акумулятор, який отримав назву «Super Charge Ion Battery» (SCiB).[28][29] Акумулятор розрахований на 90 % заряду за десять хвилин.[30]

Акумулятори SCiB використовуються в електробайку Schwinn Tailwind.[31] Toshiba також продемонструвала його використання як прототип батареї ноутбука.[32] Акумулятори Toshiba SCiB використовуються тільки в японській версії електромобілів Mitsubishi i-MiEV і Minicab MiEV[33], а Honda використовує їх у своїх електробайках EV-neo і Fit EV, які вийшли на ринок влітку 2012 року.[34][35] JR Central N700S Shinkansen використовує батареї SCiB для роботи на низькій швидкості в разі перебоїв у електроживленні.[36]

Літій-титанатна батарея Toshiba має низьку напругу (2,3 номінальної напруги), низьку щільність енергії (між свинцево-кислотним і літій-іонно-фосфатним), але має надзвичайну довговічність, здатність заряджати/розряджати та широкий діапазон робочих температур[джерело?].

YABO

ред.

YABO Power Technology випустила літій-титанатну батарею в 2012 році. Стандартна модель акумуляторної батареї YB-LITE2344 2,4 В/15 А·год використовується в електромобілях і системах зберігання енергії.[37]

Yinlong Energy

ред.

Gree представила свою технологію Yinlong Battery Technology, тип LTO (літій-титанатної) батареї з швидкою зарядкою, яка може працювати в екстремальних температурних умовах. Акумулятори мають термін служби до 30 років. Yinlong Energy постачає батареї для таких цілей, як автомобілі та зберігання енергії.[38]

Див. також

ред.

Примітки

ред.
  1. ↑ Yang, Xiao-Guang; Zhang, Guangsheng; Ge, Shanhai; Wang, Chao-Yang (10 липня 2018). Fast charging of lithium-ion batteries at all temperatures. Proceedings of the National Academy of Sciences. 115 (28): 7266—7271. Bibcode:2018PNAS..115.7266Y. doi:10.1073/pnas.1807115115. PMC 6048525. PMID 29941558.
  2. ↑ Mitsubishi Chooses Super-Efficient Toshiba SCiB Battery For EVs. Integrity Exports. 18 червня 2011. Процитовано 18 червня 2011.
  3. ↑ Toshiba's SCiB battery for the Fit EV. Green Car Congress. 17 листопада 2011.
  4. ↑ Honda begins European demonstration program of EV-neo electric scooter. Green Car Congress. 15 червня 2011.
  5. ↑ All About Batteries, Part 12: Lithium Titanate (LTO).
  6. ↑ Specs | Samsung Galaxy Note20 & Note20 Ultra. The Official Samsung Galaxy Site (англ.). Процитовано 6 серпня 2020.
  7. ↑ Solar Power for Tempest. help.weatherflow.com (англ.). Процитовано 23 серпня 2020.
  8. ↑ FAQ. Combustion Inc (англ.). Процитовано 21 травня 2023.
  9. ↑ Graham-Rowe, Duncan (7 березня 2005). Charge a battery in just six minutes. New Scientist. Архів оригіналу за 15 жовтня 2008. Процитовано 6 липня 2010.
  10. ↑ LTO Batteries.
  11. ↑ Han, Xuebing; Ouyang, Minggao; Lu, Languang; Li, Jianqiu (30 липня 2014). Cycle Life of Commercial Lithium-Ion Batteries with Lithium Titanium Oxide Anodes in Electric Vehicles. Energies. 7 (8): 4895—4909. doi:10.3390/en7084895.
  12. ↑ Green Car Congress: Toshiba Developing 3.0 Ah High Power SCiB Li-Ion Cell for HEV Applications. 21 травня 2008. Процитовано 7 липня 2010.
  13. ↑ Startup's ‘Made-in-India’ Li-Ion Battery Cells for EVs Can End Foreign Imports
  14. ↑ Page, Lewis (22 липня 2008). Blighty's electro-supercar 2.0 uncloaked today. The Register. Процитовано 22 липня 2008.
  15. ↑ Welcome to Lightning Car Company. Архів оригіналу за 26 травня 2010. Процитовано 7 липня 2010.
  16. ↑ The All-New Phoenix SUV. Phoenix Motorcars. Архів оригіналу за 29 липня 2010. Процитовано 7 липня 2010.
  17. ↑ Proterra – Cost effective solutions for clean transportation. Proterraonline.com. Архів оригіналу за 1 березня 2009. Процитовано 6 липня 2010.
  18. ↑ (Пресреліз). {{cite press release}}: |archive-date= вимагає |archive-url= (довідка); Вказано більш, ніж один |archivedate= та |archive-date= (довідка); Зовнішнє посилання в |archive-date= (довідка); Пропущений або порожній |title= (довідка)Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)
  19. ↑ (Пресреліз). {{cite press release}}: |archive-date= вимагає |archive-url= (довідка); Вказано більш, ніж один |archivedate= та |archive-date= (довідка); Зовнішнє посилання в |archive-date= (довідка); Пропущений або порожній |title= (довідка)Обслуговування CS1: Сторінки з параметром url-status, але без параметра archive-url (посилання)
  20. ↑ South Korea Grinergy Looks to U.S. to Grow Battery Technology Operation.
  21. ↑ Grinergy Wins CES Innovation Award in the Sustainability, Eco-Design & Smart Energy Category.
  22. ↑ Germany, EQS Group AG, Munich. Leclanché SA: Leclanché announces the launch of the Ti-Box - dgap.de. www.dgap.de. Процитовано 25 червня 2018.
  23. ↑ China, ChargedEVS (17 червня 2012). Microvast: World's fastest EV charging station goes into service – in China. www.chargedevs.com. Процитовано 17 червня 2012.
  24. ↑ Munster Germany, VDL Bus Coach. VDL: 5 VDL Citeas Electric for Stadtwerke Münster to deliver 5 ultrafast charge buses to Germany. vdlbuscoach.com. Архів оригіналу за 18 липня 2018. Процитовано 1 травня 2015.
  25. ↑ Singapore, PSA Singapore. PSA Singapore buys 22 AGVs. www.container-mag.com. Процитовано 21 червня 2016.
  26. ↑ Samsung Galaxy Note10 and Note10+ hands-on review — GSMArena.com tests
  27. ↑ The Seiko Kinetic: Boon or Bane? - Quartzimodo's Time Journal. Quartzimodo's Time Journal (амер.). Процитовано 26 червня 2018.
  28. ↑ Kouji Kariatsumari (12 грудня 2007). Toshiba's New Secondary Battery Squashed ... No Explosion, Fire ... Why?. Nikkei Electronics. Процитовано 7 липня 2010.
  29. ↑ TOSHIBA – Rechargeable battery SCiB. Процитовано 7 липня 2010.
  30. ↑ Aharon Etengoff (2 жовтня 2008). Toshiba unveils new battery prototype. PC Authority. Процитовано 7 липня 2010.
  31. ↑ Schwinn Electric Bikes. Schwinn Tailwind electric. Архів оригіналу за 29 вересня 2008. Процитовано 7 липня 2010.
  32. ↑ Sumner Lemo (30 вересня 2008). Toshiba shows prototype fast-charging laptop battery. InfoWorld. Процитовано 7 липня 2010.
  33. ↑ Mitsubishi Chooses Super-Efficient Toshiba SCiB Battery For EVs. Integrity Exports. 18 червня 2011. Процитовано 18 червня 2011.
  34. ↑ Toshiba's SCiB battery for the Fit EV. Green Car Congress. 17 листопада 2011.
  35. ↑ Honda begins European demonstration program of EV-neo electric scooter. Green Car Congress. 15 червня 2011.
  36. ↑ Nick Kingsley (30 жовтня 2019). 'Earthquake mode' battery packs to be fitted to N700S Shinkansen fleet. Railway Gazette International. Процитовано 4 грудня 2019.
  37. ↑ Advantages of the Lithium Titanate Battery. Knowledge Base (амер.). 19 вересня 2014. Процитовано 26 червня 2018.
  38. ↑ Yinlong Energy | Clean Energy & Transportation Solutions. www.yinlong.energy (англ.). Процитовано 19 листопада 2022.
Отримано з https://uk.wiki.x.io/w/index.php?title=Літій-титанатний_акумулятор&oldid=43425179